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皮革廢水快速實現短程硝化反硝化處理工藝

發布時間:2020-1-26 9:18:20  中國污水處理工程網

  申請日2019.11.04

  公開(公告)日2020.01.14

  IPC分類號C02F3/30; C02F101/16; C02F103/24

  摘要

  本發明涉及污水處理技術領域,具體提供了一種皮革廢水快速實現短程硝化反硝化的工藝。所述工藝包括:(1)以制革廠好氧池活性污泥為菌源,使用短程硝化細菌專用無機鹽培養基進行富集培養,制備短程硝化菌劑;(2)按一定比例將短程硝化菌劑接種于制革廠好氧池,并進行現場工藝調控;(3)好氧池形成短程硝化后,通過硝化液回流且向缺氧池投加碳源,實現短程硝化‑反硝化工藝脫氮。本發明是通過生化系統外短程硝化菌劑培養和生化系統工藝調控可相結合的方式,可快速實現短程硝化反硝化工藝的啟動,具有啟動時間短,運行成本低,操作簡單方便,總氮去除率高的優點,可實現生化系統短程硝化反硝化工藝長期穩定運行。

  權利要求書

  1.一種皮革廢水快速實現短程硝化反硝化的工藝,其特征在于:具體步驟如下:

  (1)以制革廠好氧池活性污泥為菌源,使用短程硝化細菌專用無機鹽培養基進行富集培養,制備短程硝化菌劑;

  具體培養方法為:

  以SBR反應器作為菌劑馴化反應裝置,配以可調控的曝氣裝置和攪拌裝置,以200-300mg/L濃度的氨氮水作為進水,控制反應器pH為7.5-8.5,溫度為25-35℃,DO為0.5-2mg/L,并向反應器內投加上述短程硝化菌劑專用無機鹽培養基,開啟曝氣和攪拌,開始進行短程硝化菌劑培養;反應24h后停止通氣和攪拌,自然沉降后排出上清液,留下菌體,然后往反應器中補入新的含氨氮廢水和無機鹽培養基;當氨氮去除率大于80%時提高進水的氨氮濃度,每次提高的幅度為50-100mg/L,直至氨氮降解速率達到400mg/(L.d)以上,出水亞硝態氮累積率≥95%,完成短程硝化菌劑制備;

  (2)將短程硝化菌劑接種于皮革廠生化系統好氧池,接種比例為生化系統好氧池有效容積的0.1%-1%,并進行工藝調控;

  (3)好氧池形成短程硝化后,通過硝化液回流且向缺氧池投加碳源,實現短程硝化-反硝化工藝脫氮。

  2.根據權利要求1所述的皮革廢水快速實現短程硝化反硝化的工藝,其特征在于:步驟(1)中所述好氧池活性污泥的接種濃度為MLSS 2000-5000mg/L。

  3.根據權利要求1所述的皮革廢水快速實現短程硝化反硝化的工藝,其特征在于:步驟(1)中短程硝化細菌專用無機鹽培養基配方為:水為溶劑、氯化鈉0.3-1.0g/L、無水硫酸鎂0.05-0.2g/L、七水硫酸亞鐵0.1-0.5g/L、微量元素母液1-10ml/L;微量元素母液配方:六水氯化鈷0.3-0.6g/L、四水氯化錳1.0-3.0g/L、二水鉬酸鈉0.1-0.5g/L。

  4.根據權利要求1所述的皮革廢水快速實現短程硝化反硝化的工藝,其特征在于:步驟(1)中獲得的短程硝化菌劑特征為:氨氮降解速率400-1000mg/(L.d)、產物中亞硝態氮積累率≥95%。

  5.根據權利要求1所述的皮革廢水快速實現短程硝化反硝化的工藝,其特征在于:步驟(2)中現場工藝為:溫度為25-35℃,pH為7.0-8.5,溶解氧濃度為0.5-3mg/L,水力停留時間為12-48h。

  6.根據權利要求1所述的皮革廢水快速實現短程硝化反硝化的工藝,其特征在于:步驟(2)中好氧池形成短程硝化的特征為:氨氮降解速率200-600mg/(L.d)、產物中亞硝態氮積累率≥80%。

  7.根據權利要求1所述的皮革廢水快速實現短程硝化反硝化的工藝,其特征在于:步驟(3)中硝化液回流比為100%-300%。

  8.根據權利要求1所述的皮革廢水快速實現短程硝化反硝化的工藝,其特征在于:步驟(3)中投加碳源的量為,按照缺氧池碳氮比為3.0-5.0。

  說明書

  一種皮革廢水快速實現短程硝化反硝化的工藝

  技術領域

  本發明涉及污水處理技術領域,具體提供了一種皮革廢水快速實現短程硝化反硝化的工藝。

  背景技術

  生物脫氮工藝是將污水中的含氮化合物經過氨化作用,硝化作用,反硝化作用,最后轉化為氮氣,具有經濟、有效、易操作、無二次污染等特點,被公認為最有發展前途的方法。

  短程硝化反硝化脫氮工藝是一種全新的生物脫氮工藝,該工藝與傳統的生物脫氮工藝相比較具有設備簡單,能耗少,污泥產量低,脫氮效率高等優勢。隨著污水處理行業的發展,對處理工藝的要求也越來越高,低投資,低成本,低能耗的新型污水處理技術必將逐漸取代傳統的工藝,成為污水行業未來的發展方向。

  CN201711340321.6中提出了一種短程硝化工藝啟動及運行性能強化方法,它的特點是將城市污水處理廠二沉池活性污泥分階段接種于上流式污泥反應器中,反應器懸掛或堆積載體填料;控制反應器內溫度恒溫范圍為26-34℃,DO濃度水平為0.2-1.0mg/L,進水氨氮濃度為50-70mg/L,在運行10-30天后向短程硝化反應器進水中添加Fe(Ⅱ)離子2.3-10.0mg/L以降低NO2--N對功能菌群的抑制作用,提高系統功能菌群生物量,強化功能菌群的富集,加快短程硝化工藝啟動。

  CN200410017477.7中提出了一種含氨廢水短程硝化快速啟動方法,它的特點是以好氧活性污泥作為接種物,采用連續操作方式,將溫度控制在25℃~28℃,pH值控制在7.2~7.5,溶解氧濃度控制在2.5~3.0mg/L,富集足量的硝化菌;當氨氮去除率達98%且運行穩定時將pH值調到8.0~8.2,溫度控制在32℃~35℃之間,溶解氧濃度控制在1.0~1.5mg/L,優選亞硝酸細菌,淘汰硝酸細菌。啟動過程中含氨廢水的初始濃度為5~6mmol/L,終濃度為30mmol/L,運行39d~46d可實現短程硝化的快速啟動。

  皮革廢水是指制革生產在準備和鞣制階段,即在濕操作過程中產生的廢水。制革廠廢水排放量大、pH值高、色度高、污染物種類繁多、成分復雜。主要污染物有重金屬鉻、可溶性蛋白質、皮屑、懸浮物、丹寧、木質素、無機鹽、油類、表面活性劑、染料以及樹脂等,F有技術在處理上述皮革廢水時存在一定的難度。

  目前雖然上述的短程硝化反硝化工藝已經受到普遍關注和認可,但大部分工藝都停留在小試和中試階段,存在操作復雜,成本投入較高,啟動時間長,難以實現工業化應用。因此,能否提供一種廉價快速簡便的短程硝化反硝化啟動工藝,并將其應用于皮革廢水處理當中,成為行業研究的重點和難題。

  發明內容

  本發明針對上述技術存在的不足,提供了一種皮革廢水快速實現短程硝化反硝化的工藝。所述工藝包括:(1)以制革廠好氧池活性污泥為菌源,使用短程硝化細菌專用無機鹽培養基進行富集培養,制備短程硝化菌劑;(2)按一定比例將短程硝化菌劑接種于制革廠好氧池,并進行現場工藝調控;(3)好氧池形成短程硝化后,通過硝化液回流且向缺氧池投加碳源,實現短程硝化-反硝化工藝脫氮。本發明是通過生化系統外短程硝化菌劑培養和生化系統工藝調控可相結合的方式,可快速實現短程硝化反硝化工藝的啟動,具有啟動時間短,運行成本低,操作簡單方便,總氮去除率高的優點,可實現生化系統短程硝化反硝化工藝長期穩定運行。

  本發明的具體技術方案如下:

  一種皮革廢水快速實現短程硝化反硝化的工藝,其具體步驟如下:

  (1)以制革廠好氧池活性污泥為菌源,使用短程硝化細菌專用無機鹽培養基進行富集培養,制備短程硝化菌劑;

  其中所述的短程硝化細菌專用無機鹽培養基配方為:水為溶劑、氯化鈉0.3-1.0g/L、無水硫酸鎂0.05-0.2g/L、七水硫酸亞鐵0.1-0.5g/L、微量元素母液1-10ml/L;其中的微量元素母液配方:六水氯化鈷0.3-0.6g/L、四水氯化錳1.0-3.0g/L、二水鉬酸鈉0.1-0.5g/L;

  具體培養方法為:

  以SBR反應器作為菌劑馴化反應裝置,配以可調控的曝氣裝置和攪拌裝置,以200-300mg/L濃度的氨氮水作為進水,控制反應器pH為7.5-8.5,溫度為25-35℃,DO為0.5-2mg/L,并向反應器內投加上述短程硝化菌劑專用無機鹽培養基,開啟曝氣和攪拌,開始進行短程硝化菌劑培養;反應24h后停止通氣和攪拌,自然沉降后排出上清液,留下菌體,然后往反應器中補入新的含氨氮廢水和無機鹽培養基;當氨氮去除率大于80%時提高進水的氨氮濃度,每次提高的幅度為50-100mg/L,直至氨氮降解速率達到400mg/(L.d)以上,出水亞硝態氮累積率≥95%,完成短程硝化菌劑制備;

  (2)將短程硝化菌劑接種于皮革廠生化系統好氧池,接種比例為生化系統好氧池有效容積的0.1%-1%,并進行工藝調控;

  (3)好氧池形成短程硝化后,通過硝化液回流且向缺氧池投加碳源,實現短程硝化-反硝化工藝脫氮;

  其中步驟(1)所述好氧池活性污泥可以是任意皮革廠好氧池活性污泥,但不同皮革廠污泥之間存在差異性,會影響后續工藝效果,因此選擇的接種濃度為MLSS 2000-5000mg/L;

  步驟(1)中最終制備的短程硝化菌劑具有如下特點:氨氮降解速率400-1000mg/(L.d),產物中亞硝態氮積累率≥95%;與現有技術相比,氨氮降解速率較初始提升200%-300%,菌劑亞硝態氮累積率由初始的10%以內提高至95%以上。

  有了極大的提升;

  步驟(2)中短程硝化菌劑向好氧池中的接種比例按照體積比為0.1%-1%進行接種;接種位置為好氧系統第一級好氧池最前段;

  步驟(2)中工藝為:溫度為25-35℃,pH為7.0-8.5,溶解氧濃度為0.5-3mg/L,水力停留時間為12-48h;水力停留時間需根據好氧池出水氨氮指標及亞硝態氮累積率進行調整,在保證好氧出水氨氮指標達標的前提下盡量提高亞硝態氮累積率;

  更進一步的,所述步驟(3)中硝化液回流比為100%-300%;投加碳源的量為,按照反硝化過程缺氧池碳氮比為3.0-5.0;根據缺氧池出水總氮指標適當調節具體的碳源投加量,防止缺氧池出水碳源過剩導致資源浪費,所采用的碳源一般是外部投加的有機碳源,如葡萄糖,甲醇,乙酸鈉等;

  通過上述工藝調整,在步驟(3)中好氧池形成短程硝化的特征為:氨氮降解速率200-600mg/(L.d),好氧池出水亞硝態氮積累率≥80%;

  需要說明的是,菌劑馴化培養過程為定向培養,有效菌數量占比較大,而在實際的生化系統中,水質復雜,活性微生物種類繁多,有效菌數量相對較少,兩者的差異是否符合現有工藝情況的。

  目前短程硝化反硝化工藝啟動和運行方法較多,但大都是僅限于小試和中試的啟動工藝,通過建立的中小型裝置,控制培養運行過程中的參數,來實現較小系統的工藝啟動,無法實現短程硝化反硝化工藝在原位生化系統的快速啟動,本發明利用原生化系統污泥,系統外馴化培養接種,實現原位生化系統短程硝化反硝化工藝的快速啟動,且工藝運行方便,可調控范圍廣,適應性強。

  本發明方法馴化培養出的菌劑出自原生化系統的活性污泥,可快速適應生化系統的環境,可使菌劑快速見效,配合生化系統的工藝調控,可快速實現短程硝化反硝化工藝的啟動,同時有效的避免了生化系統工藝調控中可能造成的出水指標不合格現象。

  采用上述工藝后,通過菌劑馴化,馴化后的菌劑反向投加到生化系統,實現生化系統短程硝化反硝化工藝的快速啟動,菌劑馴化時間為10-15d,現場工藝調試時間為5-10d,而現有的短程硝化工藝啟動時間為30-60d,且啟動過程復雜,不適于生化系統原位短程硝化反硝化工藝的啟動;同時本發明工藝操作簡單且運行穩定,很好的解決了短程硝化反硝化工藝難以實現工業化應用的問題。(發明人吳書超;吳文雷;徐澤平;楊傳倫;車樹剛;薛飛)

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